编写PLC程序？这几点很重要！实例讲解如何设计PLC控制系统

PLC在工业控制中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

2 PLC在机床控制中的作用

3 PLC在化工生产过程中的应用

4 PLC在集选控制电梯中的应用

5 PLC随动控制系统中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

(1)系统设计的主要内容

① 拟定控制系统设计的技术条件

② 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构

③ 选定 PLC 的型号

④ 编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图

⑤ 根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计

⑥ 了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系

⑦ 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件

⑧ 编写设计说明书和使用说明书

2、PLC 硬件系统设计

(1) PLC 型号的选择

① 对输入 / 输出点的选择

② 对存储容量的选择

③ 对 I/O 响应时间的选择

④ 根据输出负载的特点选型

⑤ 对在线和离线编程的选择

⑥ 据是否联网通信选型

⑦ 对 PLC 结构形式的选择

(2)分配输入 / 输出点

① 确定 I/O 通道范围

②确定内部辅助继电器

③ 分配定时器 / 计数器

3、PLC 软件系统设计方法及步骤

(1) PLC 软件系统设计的方法

① 图解法编程

a. 梯形图法

b. 逻辑流程图法

c. 时序流程图法

d. 步进顺控法

② 经验法编程

③ 计算机辅助设计编程

(2) PLC 软件系统设计的步骤

① 对系统任务分块

② 编制控制系统的逻辑关系图

③ 绘制各种电路图

④ 编制 PLC 程序并进行模拟调试

⑤ 制作控制台与控制柜

⑥ 现场调试

⑦ 编写技术文件并现场试运行

注意事项

控制单元输入端子接线

1 输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输入设备连接到带“ . ”端子上

3 交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型 PLC 的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源

4 切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的输出端子上

5 切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上

控制单元输出端子接线

1 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输出设备连接到带“ . ”端子上

3 各“ COM ”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式.

4 当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“ COM ”端短接起来

5 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路；在直流感性负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载 50cm 以内.

6 在 PLC 内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路；

实例; PLC在机床控制中的作用

工艺要求;四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为有上料机械手自动上料，机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。

下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循环式的状态流程图。图中S2是初始状态，驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工零件且润滑系统工作正常。

组合机床自动工作状态流程图

组合机床全自动和半自动工作过程;

1 上料;按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料装置退回原位

2 加工;四个工作滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位

3 下料;下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走加工完的零件。

这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。

PLC的选型;

四个工位组合机床电气控制系统有输入信号42个，输出信号27个，均为开关量。其中外部输入元件包括：17个检测元件、24个按钮开关、1个选择开关；外部输出元件包括：16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。

根据I/O信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，决定选用FX2N -64MR主机和一个输出扩展单元FX-16EX，这样共有48个输入点，输出点就是主机的32点，满足控制要求。

I/O地址编号;将输入信号42个，输出信号27个按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLCI/O端地址对照表，如表所示。

PLC梯形图程序

四工位组合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采用了STL步进指令编写，程序简捷、清楚。图3四工位组合机床初始化程序梯形图。

PLC编程语言有哪几种？每种编程语言你都了解吗？

子曰："工欲善其事必先利其器"，学习新知识，必定要先做足准备，才能学得更好。正如新手刚开始接触，它的软件编程语言与一般语言相比，有明显的不同，它既不同于高级语言，也不同于一般的汇编语言，它既要满足易编写又要满足易于调试的要求。早期的PLC仅支持梯形图编程语言和指令表编程语言，现根据国际电工委员会制定PLC编程支持的语言包括以下五种：梯形图Dele（LD）、指令表Delete（IL）、功能模块图Delete（FBD）、顺序功能流程图Delete（SFC）及结构化文本Delete（ST）。

1、梯形图语言（LD）

梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。

梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，因此电气设计人员更好掌握。

梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。

2、指令表语言（IL）

指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。

指令表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。

3、功能模块图语言（FBD）

功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。

功能模块图编程语言的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；功能模块是用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程；对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。

4、 顺序功能流程图语言（SFC）

顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。

顺序功能流程图编程语言的特点：以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解；避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷，同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷；用户程序扫描时间也大大缩短。

5、结构化文本语言（ST）

结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。

结构化文本编程语言采用计算机的描述方式来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。大多数PLC制造商采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

结构化文本编程语言的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要具备一定的计算机高级语言的知识和编程技巧，对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。

不同型号的PLC编程软件对以上五种编程语言的支持种类是不同的，早期的PLC仅仅支持梯形图编程语言和指令表编程语言。目前的PLC对梯形图（LD）、指令表（STL）、功能模块图（FBD）编程语言都以支持。 因此在PLC控制系统设计中，要求设计人员不但对PLC的硬件性能了解外，也要了解PLC对编程语言支持的种类。

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